Questões de Concurso Comentadas sobre física

A visão das cores é um processo complexo que envolve diferentes tipos de células fotossensíveis presentes na retina. A luz atravessa diferentes estruturas presentes no olho até atingir os cones e os bastonetes que são responsáveis pela detecção de estímulos luminosos e desempenham papéis distintos na percepção visual. Com base nesse contexto, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.
( ) Os cones são responsáveis pela visão em cores, diferenciando diferentes frequências da luz, e são mais sensíveis a altas amplitudes da onda luminosa.
( ) Os bastonetes são responsáveis pela visão em preto e branco e são mais sensíveis a altas amplitudes da onda luminosa.
( ) Os cones são responsáveis pela visão em preto e branco, diferenciando diferentes amplitudes da onda luminosa, e são mais sensíveis a baixas frequências da luz.
( ) Após atravessar a pupila, a luz passa pelas seguintes estruturas, em ordem, do olho até atingir a retina: Córnea, Humor Aquoso, Cristalino e Humor Vítreo.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 

É um fato conhecido que qualquer tipo de onda pode transportar energia sem que haja transporte de matéria. Portanto, podemos associar a uma onda uma taxa média com a qual a energia é transmitida. Considere uma onda estabelecida em uma corda propagando-se em um determinado meio. Se, ao mudar de meio, a velocidade da onda dobrar e sua amplitude for reduzida pela metade, como a potência média será afetada? 

Considere um sistema em que um fluido incompressível atravessa uma tubulação, representada na Figura 2 abaixo, da esquerda para direita. Suponha que o escoamento é linear e em regime estacionário e que a viscosidade do fluido é desprezível. Na região superior do tubo, à esquerda, a seção reta corresponde ao dobro da secção reta do tubo na região inferior, à direita. A vazão do fluido é constante ao longo de toda a tubulação. Além disso, a região superior encontra-se a uma altura 4 vezes maior do que a região inferior, em relação a um referencial estabelecido.




Com base nessas informações, qual é a correta relação, aproximada, entre as pressões p₁ à esquerda e p₂ à direita? (Considere que h = 3,5 m, v₁ = 2 m/s, p = 10³ kg/m³ e p1 = 10⁵ Pa).

Considere uma situação hipotética em que dois cilindros infinitos de material isolante, com espessura desprezível, são dispostos de forma coaxial e estão carregados positivamente. O cilindro interno, de raio R₁, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga ₁ ao longo de sua superfície externa. O cilindro externo, de raio R₂, apresenta uma densidade superficial uniforme de carga ₂ ao longo de sua superfície externa. Deseja-se calcular o campo elétrico no interior e no exterior do cilindro utilizando a equação de Gauss. Assinale a alternativa que descreve corretamente o campo elétrico (E) em função da distância r do eixo do cilindro. 

Um corpo de massa m se desloca em uma trajetória retilínea com velocidade v e colide perpendicularmente com uma superfície deformável, cujo coeficiente de restituição seja igual a e. A interação entre o corpo e a superfície dura ∆t, e o corpo passa a se deslocar na mesma direção inicial, mas em sentido contrário. Considerando essa situação, analise as assertivas a seguir:
I. A velocidade do corpo após a colisão é menor do que – v
II. O módulo da força média aplicada ao corpo é menor do que  2mv/∆t
III. A energia cinética do corpo após a colisão é igual a  mev²/2
Quais estão corretas?

Considere um carro de massa m fazendo uma curva em uma pista sobreelevada com atrito, em que o raio da curva é igual a R e o ângulo entre a pista e a horizontal é . A Figura 1 abaixo representa tal situação. O coeficiente de atrito estático entre a pista e os pneus é .
 
Assinale a alternativa que apresenta a máxima velocidade com a qual o carro pode fazer a curva sem deslizar.

A equação de Schrödinger é uma ferramenta fundamental na descrição do comportamento de partículas quânticas, como o elétron, em sistemas físicos, como um fio de cobre. Nesse contexto, podemos usar essa equação para modelar o comportamento de um elétron em um fio de cobre como uma partícula confinada em um poço finito. No caso em questão, temos uma partícula confinada em uma caixa unidimensional de comprimento L = 2 m, descrita por uma função de onda (x) = Asin ( n  x / L ), onde A é a amplitude da onda e n é um número inteiro positivo que representa o estado de energia da partícula. Considerando que n = 3 qual é o valor aproximado da posição x onde a probabilidade de encontrar a partícula é máxima?

A dualidade onda-partícula é um princípio fundamental da física que descreve o comportamento de certas entidades físicas, como elétrons e fótons. De acordo com esse princípio, essas entidades podem se comportar tanto como partículas quanto como ondas, dependendo do contexto experimental. O fóton, por exemplo, pode se comportar como partícula no experimento do efeito fotoelétrico e como onda durante a difração de uma onda eletromagnética. No entanto, a dualidade onda-partícula não é observada em corpos macroscópicos devido às suas massas e velocidades relativamente grandes. Agora, vamos considerar uma peteca de Badminton com uma massa aproximada de 5g, que pode ser lançada a velocidades de aproximadamente 324 km/h. Com base na dualidade onda-partícula, qual seria a faixa aproximada de comprimento de onda associada a essa peteca de Badminton? (Considere h = 6,63 × 10⁻³⁴ m²kg/s )

Suponha uma expedição espacial em direção ao sistema planetário mais próximo do nosso, Alpha Centauri, que está localizado a uma distância média de 4,22 anos-luz da Terra. Se a expedição viajar a uma velocidade correspondente a 60% da velocidade da luz, qual seria, aproximadamente, a diferença, em anos, entre o tempo medido pelos astronautas durante a viagem e o tempo medido na Terra? 

Observe o gráfico abaixo que representa a predominância dos efeitos da interação de fótons com a matéria.

Adaptado de: SÁ, José R.et al. Interação da Física das Radiações com o Cotidiano: uma prática multidisciplinar para o Ensino de Física. Revista Brasileira de Ensino de Física. São Paulo, v.39, n.1, 2017.

Considerando que os fenômenos mais comuns na interação de fótons com a matéria, na faixa de energia de 10 keV a 100 MeV, são os efeitos Rayleigh, fotoelétrico, Compton e da produção de pares elétronpósitron, é correto afirmar que 

Analise as figuras 1 e 2, que representam um experimento com fótons e um com elétrons, respectivamente.

Na figura 1, os fótons foram individualmente emitidos em direção a um obstáculo no formato de dupla fenda. Na figura 2, os elétrons também foram emitidos individualmente em direção ao obstáculo no formato de dupla fenda.

A semelhança entre os padrões nas imagens obtidos demonstra que 

Analise a figura abaixo, em que se representa uma barra metálica, conectada em suas extremidades a dois trilhos condutores na posição vertical que permitem o movimento livre da barra, para cima e para baixo.




A barra metálica possui comprimento L e massa m e o sistema encontra-se em uma região com campo magnético B uniforme e perpendicular ao plano formado pela barra e trilhos. A barra é solta do topo dos trilhos e, ao final destes, uma resistência elétrica R fecha o circuito elétrico.
A equação que expressa a velocidade de descida da barra, sob as ações do campo gravitacional g e do campo magnético B, com uma velocidade uniforme v, é 

Observe o diagrama do circuito elétrico abaixo.



A corrente elétrica no resistor de 2 Ω é igual a

Analise os gráficos abaixo, produzidos na mesma escala, a partir das medições das magnetizações de dois materiais ferromagnéticos submetidos a um ciclo de histerese magnética.




De acordo com os gráficos, o material A, em relação ao material B, possui maior

Observe a figura abaixo, que representa a roda dianteira da bicicleta de um ciclista. 

Para subir o degrau da rampa, o ciclista encosta a roda dianteira na quina do degrau e aplica uma força ao pedal para que a bicicleta avance. Um estudante de física resolve, então, calcular a força aplicada à roda dianteira para que a bicicleta avance sobre o degrau, considerando as seguintes variáveis: h como sendo a altura do degrau;   como a força aplicada à roda dianteira devido aos pesos do ciclista e da bicicleta; r como o raio da roda; e   como a força mínima aplicada para superação do degrau. 

A relação correta a ser encontrada por esse estudante é 

Analise a figura abaixo, que representa a configuração de um experimento para produzir ondas estacionárias em um laboratório didático com gerador de áudio.




Fonte: FUNCERN, 2017.
Considere que, no início da aula, o professor tenha deixado seus bolsistas de iniciação científica, Eduarda, Ricardo, Ana e Francisco, livres para utilizarem as possibilidades do experimento, mas com uma situação problema a ser resolvida. Nessa situação-problema, os alunos deveriam encontrar quais grandezas seriam importantes para obter ondas estacionárias a partir de uma frequência específica de 450 Hz no gerador de áudio.

Quem encontrou, corretamente, as grandezas necessárias e os valores aproximados utilizados para visualizar a onda estacionária no experimento, representando a frequência fundamental, foi

Observe a figura abaixo, em que estão representadas as energias dos quatro primeiros níveis de energia para o átomo de hidrogênio.




Sobre um átomo de hidrogênio no estado fundamental incidem dois fótons, cujas energias são 13,20 eV e 10,20 eV, respectivamente.


Nesse caso, será absorvida a energia do fóton com 

Considere a figura abaixo, em que temos a representação de uma simulação virtual sobre as transformações de energia.


Disponível em  <https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/energy-forms-and-changes>. Acesso em: 04 ago. 2017.

Considere: 

•a variação de temperatura dos 100 g de água contidos no recipiente foi medida no termômetro em 2°C; 
•o calor específico da água igual a 1 cal/g°C; 
•a temperatura ambiente de 27°C ou 300 K.

Sabendo que a chama fornece à chaleira uma energia de 1000 cal e que o gerador é ideal, assinale a opção que indica, corretamente, todas as transformações de energia.

Observe as figuras abaixo, em que há duas representações de um mesmo helicóptero com eixos de rotação de suas hélices perpendiculares. 

Adaptado de: <http://rotativasbrasil.blogspot.com.br/2008/08/bell-206-jet-ranger.html>

Acesso em: 04 ago. 2017.

Sabendo que a hélice principal, na figura 1, gira no sentido anti-horário, a hélice de cauda da figura 2 deverá girar no sentido 

A figura representa duas cargas pontuais: Q, localizada no ponto A, e q, localizada no ponto B, sendo |Q| = |q|.

Na figura a seguir, estão representados os segmentos orientados do campo elétrico em A (E^￫_A de módulo igual a E_o) e da força de origem elétrica F^￫ que atua sobre a carga q.

O módulo do campo elétrico E^￫_M no ponto médio M do segmento AB, é igual a